自上世紀(jì)60年代起,利用X及β射線、近紅外光源開發(fā)的在線薄膜測(cè)厚系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于西方先進(jìn)國(guó)家的工業(yè)生產(chǎn)線中。到20世紀(jì)70年代后,為滿足日益增長(zhǎng)的質(zhì)檢需求,電渦流、電磁電容、超聲波、晶體振蕩等多種膜厚測(cè)量技術(shù)相繼問世。90年代中期,隨著離子輔助、離子束濺射、磁控濺射、凝膠溶膠等新型薄膜制備技術(shù)取得巨大突破,以橢圓偏振法和光度法為展示的光學(xué)檢測(cè)技術(shù)以高精度、低成本、輕便環(huán)保、高速穩(wěn)固為研發(fā)方向不斷迭代更新,迅速占領(lǐng)日用電器及工業(yè)生產(chǎn)市場(chǎng),并發(fā)展出依據(jù)用戶需求個(gè)性化定制產(chǎn)品的能力。其中,對(duì)于市場(chǎng)份額占比較大的微米級(jí)薄膜,除要求測(cè)量系統(tǒng)不僅具有百納米級(jí)的測(cè)量準(zhǔn)確度及分辨力以外,還要求測(cè)量系統(tǒng)在存在不規(guī)則環(huán)境干擾的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)下,具備較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力??梢耘浜喜煌能浖M(jìn)行分析和數(shù)據(jù)處理,例如建立數(shù)據(jù)庫(kù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。原裝膜厚儀供應(yīng)鏈
對(duì)同一靶丸相同位置進(jìn)行白光垂直掃描干涉,建立靶丸的垂直掃描干涉裝置,通過控制光學(xué)輪廓儀的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)干涉物鏡在垂直方向上的移動(dòng),從而測(cè)量到光線穿過靶丸后反射到參考鏡與到達(dá)基底直接反射回參考鏡的光線之間的光程差,顯然,當(dāng)一束平行光穿過靶丸后,偏離靶丸中心越遠(yuǎn)的光線,測(cè)量到的有效壁厚越大,其光程差也越大,但這并不表示靶丸殼層的厚度,存在誤差,穿過靶丸中心的光線測(cè)得的光程差才對(duì)應(yīng)靶丸的上、下殼層的厚度。白光干涉膜厚儀檢測(cè)操作需要一定的專業(yè)基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn),需要進(jìn)行充分的培訓(xùn)和實(shí)踐。
薄膜作為一種特殊的微結(jié)構(gòu),近年來(lái)在電子學(xué)、力學(xué)、現(xiàn)代光學(xué)得到了廣泛的應(yīng)用,薄膜的測(cè)試技術(shù)變得越來(lái)越重要。尤其是在厚度這一特定方向上,尺寸很小,基本上都是微觀可測(cè)量。因此,在微納測(cè)量領(lǐng)域中,薄膜厚度的測(cè)試是一個(gè)非常重要而且很實(shí)用的研究方向。在工業(yè)生產(chǎn)中,薄膜的厚度直接關(guān)系到薄膜能否正常工作。在半導(dǎo)體工業(yè)中,膜厚的測(cè)量是硅單晶體表面熱氧化厚度以及平整度質(zhì)量控制的重要手段。薄膜的厚度影響薄膜的電磁性能、力學(xué)性能和光學(xué)性能等,所以準(zhǔn)確地測(cè)量薄膜的厚度成為一種關(guān)鍵技術(shù)。
晶圓對(duì)于半導(dǎo)體器件至關(guān)重要,膜厚是影響晶圓物理性質(zhì)的重要參數(shù)之一。通常對(duì)膜厚的測(cè)量有橢圓偏振法、探針法、光學(xué)法等,橢偏法設(shè)備昂貴,探針法又會(huì)損傷晶圓表面。利用光學(xué)原理進(jìn)行精密測(cè)試,一直是計(jì)量和測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域中的主要方法之一,在光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域,基于干涉原理的測(cè)量系統(tǒng)已成為物理量檢測(cè)中十分精確的系統(tǒng)之一。光的干涉計(jì)量與測(cè)試本質(zhì)是以光波的波長(zhǎng)作為單位來(lái)進(jìn)行計(jì)量的,現(xiàn)代的干涉測(cè)試與計(jì)量技術(shù)已能達(dá)到一個(gè)波長(zhǎng)的幾百分之一的測(cè)量精度,干涉測(cè)量的更大特點(diǎn)是它具有更高的靈敏度(或分辨率)和精度,。而且絕大部分干涉測(cè)試都是非接觸的,不會(huì)對(duì)被測(cè)件帶來(lái)表面損傷和附加誤差;測(cè)量對(duì)象較廣,并不局限于金屬或非金屬;可以檢測(cè)多參數(shù),如:長(zhǎng)度、寬度、直徑、表面粗糙度、面積、角度等。光路長(zhǎng)度越長(zhǎng),儀器分辨率越高,但也越容易受到干擾因素的影響,需要采取降噪措施。
白光掃描干涉法能免除色光相移干涉術(shù)測(cè)量的局限性。白光掃描干涉法采用白光作為光源,白光作為一種寬光譜的光源,相干長(zhǎng)度較短,因此發(fā)生干涉的位置只能在很小的空間范圍內(nèi)。而且在白光干涉時(shí),有一個(gè)確切的零點(diǎn)位置。當(dāng)測(cè)量光和參考光的光程相等時(shí),所有波段的光都會(huì)發(fā)生相長(zhǎng)干涉,這時(shí)就能觀測(cè)到有一個(gè)很明亮的零級(jí)條紋,同時(shí)干涉信號(hào)也出現(xiàn)最大值,通過分析這個(gè)干涉信號(hào),就能得到表面上對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)的相對(duì)高度,從而得到被測(cè)物體的幾何形貌。白光掃描干涉術(shù)是通過測(cè)量干涉條紋來(lái)完成的,而干涉條紋的清晰度直接影響測(cè)試精度。因此,為了提高精度,就需要更為復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng),這使得條紋的測(cè)量變成一項(xiàng)費(fèi)力又費(fèi)時(shí)的工作。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和拓展。蘇州膜厚儀性價(jià)比高
可測(cè)量大氣壓下薄膜厚度在1納米到1毫米之間。原裝膜厚儀供應(yīng)鏈
傅里葉變換是白光頻域解調(diào)方法中一種低精度的信號(hào)解調(diào)方法。早是由G.F.Fernando和T.Liu等人提出,用于低精度光纖法布里-珀羅傳感器的解調(diào)。因此,該解調(diào)方案的原理是通過傅里葉變換得到頻域的峰值頻率從而獲得光程差,進(jìn)而得到待測(cè)物理量的信息。傅里葉變換解調(diào)方案的優(yōu)點(diǎn)是解調(diào)速度較快,受干擾信號(hào)的影響較小。但是其測(cè)量精度較低。根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理FFT(快速傅里葉變換)理論,若輸入光源波長(zhǎng)范圍為λ1,λ2,則所測(cè)光程差的理論小分辨率為λ1λ2/(λ2?λ1),所以此方法主要應(yīng)用于對(duì)解調(diào)精度要求不高的場(chǎng)合。傅里葉變換白光干涉法是對(duì)傅里葉變換法的改進(jìn)。該方法總結(jié)起來(lái)就是對(duì)采集到的光譜信號(hào)做傅里葉變換,然后濾波、提取主頻信號(hào)后進(jìn)行逆傅里葉變換,然后做對(duì)數(shù)運(yùn)算,并取其虛部做相位反包裹運(yùn)算,由獲得的相位得到干涉儀的光程差。該方法經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明其測(cè)量精度比傅里葉變換高。原裝膜厚儀供應(yīng)鏈